المغناطيسية الأرضية Earth Magnetism

بسم الله الرحمن الرحيم
" وفي الأرض آيات للموقنين "
الذاريات -20-
المغناطيسية الأرضية Earth Magnetism

1-المجال المغناطيسي
2-أصل المغناطيسية
3-بعض من فوائد المغناطيسية
4-الزوايا المغناطيسية
5-الانقلابات المغناطيسية
6-تعقيب

المجال المغناطيس الأرضي :
يعرف المجال المغناطيسي بأنه المنطقة التي تؤثر فيها القوة المغناطيسية على الأجسام المغناطيسية.
ويوجد المجال المغناطيسي بثلاثة أبعاد حول المغناطيس ولكنه يمثل عادة بخطوط قوة وهمية
تتجه من القطب الشمالي نحو القطب الجنوبي دون أن تتقاطع مع بعضها،
لذا نرى الإبرة المغناطيسية تتجه بصورة موازية لاتجاه خطوط القوة المغناطيسية.

ما هي المغناطيسية ؟ أوأصل المغناطيسيه :
المغناطيسية الأرضية (Earth Magnetism) هناك نظريات عديدة منها التي تقول:
*
بأن الأرض تحتوي على رواسب كثيرة من خامات الحديد وبعض هذه الرواسب عبارة
عن حديد نقي تقريبآ. ففي العصور القديمة تمغنطت جميع هذه الرواسب الحديدية
تدريجيآ في أتجاه واحد, فكونت مغناطيس دائم كبير جدآ. أي انها عبارة عن
كتل مغناطيسية ضخمة متوضعة في منطقة القطبين.

واشهرهذه النظريات هي النظرية الديناميكية أو الكهربائية المغناطسية :
* جاء بها الساسر وبولارد ( (ELasser and Bullard اللذان افترضا أن
الديناميكية اللازمة لتوليد الجزء الاكبر من المغناطيسة ما يقارب 94% يوجد
في الغلاف الخارجي لمنطقة اللب التي تتكون بشكل رئيسي من سبائك الحديد
والنيكل ومن كميات قليلة من عناصر خفيفة من الكبريت والسيليكون وبعض
العناصر المشعة وتكون هذه العناصر في هذه المنطقة مائعة وموصلة للكهرباء
وتفترض هذه النظرية أن الارض تدورباتجاه عكس دوران عقارب الساعة مع وجود
تيارات حمل حراري في غلاف اللب الخارجي السائل وبذلك يكون على اللب
الداخلي الصلب أن يولد تيار كهربائي خفيف مما يجعل مجالا مغناطيسيا يتولد
نتيجة التداخل بين التيارات الكهربائية الداخلية وحركة تيارات الحمل
الحراري الخارجية.

* هناك نظرية أخرى أن المغنطيسية الأرضية ناشئة من التيارات الكهربائية الشديدة التي تسري حول الأرض وليس
في
القشرة الأرضية فقط بل وفي الهواء المحيط بها أيضآ, ويبدو بأن هناك علاقة
بين هذة التيارات الأرضية وبين دوران الأرض, وتشكل نسبة 3% من المجال
المغناطيسي. كما أن هذا يتفق مع الحقيقة بأن الأرض ممغنطة في أتجاه يوازي
تقريبا المحور القطبي.

بعض من فوائد الغناطيسة :
* يعمل وجود المجال المغناطيسي للأرض على حماية الأرض وخاصة حماية
الكائنات الحية التي تعيش عليها من الرياح الشمسية التي تأتي إلى الأرض
دوما محملة بالجسيمات المشحونة الضارة. وعند اقتراب تلك الجسيمات من الأرض
يزيحها المجال المعناطيسي إلى أجواء الفضاء بعيدا عن الأرض.

* نعلم ان السفن تمخر في عرض البحار والمحيطات بعيدة عن البر ,
والطائرات تحلق في السماء فوق السحب والكل يتحرك أيضا في الليل والنهار.
فكيف
تحدد طريقها ؟ بالتأكيد تعتمد على المغناطيسية الارضية التي تشير لها ابرة
مغناطيسة حرة الحركة تحدد اتجاه الشمال والجنوب . وتم وضع هذه الابرة وسط
قرص دائري(عداد) سمي بالبوصلة الغناطيسية.
وضع لهذه البوصلة ترقيمات
من (0 _ 360 درجة) واعتبر اتجاه الشمال (0 أو 360) ونتابع باتجاه عقارب
الساعة يكون الشرق (90) والجنوب (180) والغرب (270) درجة وبينها تقسيمات
كل واحد درجة.
تم تطوير هذه البوصلات لتعمل بشكل صحيح تحت تأثير معادن السفن والطائرات وأجهزهتها الكهربائية .
كما
أنه في الوقت الحالي ومع تطور العلم ووجود الاقمار الصناعية والحاسبات
يمكن تحديد الاتجاه وبشكل دقيق بواسطة ما يعرف ب( GBS ) والذي أصبح متوفرا
في السيارات وحتى في بعض أجهزة الجوال ويمكنه تحديد موقع حامله ومسافته عن
أي نقطة محددة على سطح الارض والاتجاه المحدد الى تلك النقطة او أي نقطة
تحمل في ذاكرة الجهاز.

*كما أن البوصلة المتوفرة في المكتبات حتى وقتنا الحاضر استخدمت
منذ عرفت في كل جيوش العالم أثناء تنقلها , واستخدمها الانسان في الصحراء
ليهتدي بها الى وجهته.
*كما يوجد نظريات تقول بأن الطيور تعتمد على المغناطيسية الارضية في هجرتها عبر القارات والتى تقطع بها آلاف الكيلو مترات .

الزوايا المغناطيسية :
اذا لاحظنا ابرة مغناطيسية حرة الحركة نرى انها لاتكون موازيه لسح
الارض انما احد قطبيها يميل للاسفل والآخر للاعلى وهذه الزاوية الحاصلة
تسمى زاوية الميل المغناطيسي : وهي الزاوية المحصورة بين الشمال
المغناطيسي والمستوي الافقي لسطح الارض وتكون 0 عند خط الاستواء وتزداد
باتجاه القطب حتى تصبح 90 درجة وعندما نكون في القطب الشمالي مثلا فان
شمال الابرة يكون للاسفل تماما وجنوبها للاعلى والعكس في القطب الجنوبي .

كما أن الاتجاه المغناطيسي لا ينطبق مع الاتجاه الحقيقي أو
الجغرافي الذي تمثله خطوط الطول على الخريطة الا في حالات نادرة تكون فيها
زاوية مايسمى بالانحراف المغناطيسي تساوي الصفر وهي الزاوية المحصورة بين
اتجاه الشمال المغناطيسي شرقا أوغربا مع الشمال الجغرافي. وتختلف قيمة هذه
الزاوية من مكان الى آ خر على سطح الارض.

تعقيب :
* الاقطاب المغناطيسية ليست ثابتة انما يتغير موقعها تغير طفيف من عام
الى عام ويكون لكل قطب احداثيات متغيرة تؤدي بدورها الى احداث متغير لما
يسمى بالانحراف المغناطيسي ولكل منطقة في العالم انحراف مغناطيسي خاص
متغير يصدر له تصحيح كل عدة سنوات يحمّل على خرائط خاصة , ويستفاد منه في
تحويل الاتجاه الحقيقي الموجود على الخريطه الى الاتجاه المغناطيسي
المستخدم فعليا في الطائرات والسفن.

* أن حركة المواد المائعة في منطقة اللب الخارجي للأرض هي سبب رئيسي لتوليد المجال المغناطيسي الأرضي.
(
النظرية الديناميكية ) .وان عدم انتظام حركة المواد السائلة فيها يولد
اختلافاً في قيمة واتجاه المجال المغناطيسي ويكون أحياناً من القوة بحيث
يؤدي إلى عكس المجال المغناطيسي وجعل القطب الشمالي يحل محل القطب الجنوبي
وبالعكس. ولا يوجد تفسير واضح لسبب تغيرالمواد المائعة في منطقة اللب
الخارجي لاتجاه حركتها والتي تؤدي بالتالي لتغير القطبية المغناطيسية. وقد
تستغرق عملية تغير القطبية حوالي (2000) سنة .